核裂變與核聚變

1、核裂變的發(fā)現(xiàn)1重核的裂變：使重核分裂成中等質(zhì)量的原子核的核反應(yīng)叫重核的裂變。2核反應(yīng)類型：重核的裂變只發(fā)生在人為控制的核反應(yīng)中，自然界不會(huì)自發(fā)的產(chǎn)生。235ti丄13種典型的鈾核裂變：中于中于SKr+3；n4對(duì)重核裂變的理解中子鈾235、J（不穗定）張144中卡（1）核子受激發(fā)：當(dāng)中子進(jìn)入鈾235后，便形成了處于激發(fā)狀態(tài)的復(fù)核,復(fù)核中由于核子的激烈運(yùn)動(dòng)，使核變成不規(guī)則的形式。（2）核子分裂：核子間的距離增大，因而核力迅速減弱，使得原子核由于質(zhì)子間的斥力作用而分裂成幾塊，同時(shí)放出23個(gè)中子，這些中子又引起其他鈾核裂變，這樣，裂變就會(huì)不斷進(jìn)行下去，釋放出越來越多的核能。（3）核能的釋放：由于重核的

2、核子的平均質(zhì)量大于中等質(zhì)量原子核的核子的平均質(zhì)量，因此，鈾核裂變?yōu)橹械荣|(zhì)量的原子核時(shí)，會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧損，釋放核能。5鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（1）定義：重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程叫鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。（2）條件：發(fā)生裂變物質(zhì)的體積大于臨界體積或裂變物質(zhì)的質(zhì)量大于臨界質(zhì)量。6裂變反應(yīng)的能量一個(gè)鈾235核裂變時(shí)釋放的能量如果按200MeV估算，1kg鈾235全部裂變放出的能量相當(dāng)于2800t標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒時(shí)釋放的能量，裂變時(shí)能產(chǎn)生幾百萬攝氏度的高溫。反應(yīng)堆與核電站1核反應(yīng)堆原子核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可以在人工控制下進(jìn)行，使核能較平緩地釋放出來，這樣釋放的核能就可以為人類的和平建設(shè)服務(wù)，裂變反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)所示:2

3、核反應(yīng)堆工作原理核反應(yīng)堆簡(jiǎn)化示意圖如圖所示。各部分作用如下:熱氣冷氣鈾捧混凝土防護(hù)層石墨中子吸核燃料：反應(yīng)堆使用濃縮鈾(鈾235占3%4%)制成鈾棒作為核燃料,釋放核能。減速劑：用石墨、重水和普通水，使裂變中產(chǎn)生的中子減速，以便被鈾235吸收。控制棒：由吸收中子能力很強(qiáng)的鎘制成，用以控制反應(yīng)速度。水泥防護(hù)層：反應(yīng)堆外層是很厚的水泥壁，可防止射線輻射出去。熱交換器：靠水和液態(tài)金屬鈉在反應(yīng)堆內(nèi)外的循環(huán)流動(dòng)，把產(chǎn)生的熱量傳輸出去。3核電站核電站是利用緩慢釋放的核能來發(fā)電，這是核能的和平利用。如圖所示為核電站工作流程示意圖。義氏輕機(jī)集汽III器拒空揑器第二回醛按反魚堆第一回路核聚變1定義：輕核結(jié)合成質(zhì)

4、量較大的原子核的反應(yīng)叫核聚變。2核反應(yīng)方程：；He+；ii3核聚變發(fā)生的條件要使輕核發(fā)生核聚變，必須使它們的距離達(dá)到10-i5m以內(nèi)，核力才能起作用。由于原子核都帶正電，要使它們接近到這種程度，必須克服巨大的庫侖斥力，這就要求原子核具有足夠的動(dòng)能，有一種方法就是把它們加熱到很高的溫度，溫度高達(dá)幾百萬開爾文，因此核聚變又叫熱核反應(yīng)。4核聚變的應(yīng)用目前，熱核反應(yīng)主要用在核武器上，那就是氫彈，需要用原子彈爆炸產(chǎn)生的高溫高壓引發(fā)核爆炸。5太陽能太陽的主要成分是氫，太陽中心溫度可達(dá)1.6x107K,在此高溫下，氫核聚變成氦核的反應(yīng)不停地進(jìn)行著，太陽能就來自于太陽內(nèi)部聚變釋放的核能。6核聚變的優(yōu)點(diǎn)（1）輕核聚變產(chǎn)能效率高。（2）地球上聚變?nèi)剂系膬?chǔ)量豐富。（3）輕核聚變更為安全、清潔。7核聚變的難點(diǎn)地球上沒有任何容器能夠經(jīng)受熱核反應(yīng)的高溫。8可控核聚變的設(shè)想方案磁約束：利用磁場(chǎng)約束參加反應(yīng)的物質(zhì)，目前最好的一種磁約束裝置是環(huán)流器